超滤反渗透操作维护基础手册.doc
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1、甘肃靖远发电厂三期节水工程项目超滤、反渗入脱盐设备运营维护手册北京中电加美环境工程技术有限责任公司二零零八年五月警 告 !发生如下任何状况,北京中电加美公司保修期将自动失效。1 顾客擅自变化系统水源。由于超滤(UF)、反渗入(RO)系统运营参数拟定和水质密切有关,水源变化必要变化运营参数。如不作修改也许导致超滤(UF)污堵、反渗入(RO)脱盐率下降、水产量下降,严重者可使整个系统膜损坏。2 顾客擅自变化北京中电加美公司推荐化学药物。化学药物选取和水质、超滤(UF)膜、反渗入(RO)膜有直接关系,错误选取化学药物会影响系统设备安全运营,导致不可弥补经济损失。3 顾客未按北京中电加美公司提供操作手
2、册进行操作导致系统发生故障。4 未按规定误操作引起系统、设备损坏。目 录一 系统阐明二 超滤设备运营维护阐明三 反渗入系统运营维护阐明四 化学加药系统运营维护阐明一 系统阐明1 工艺系统阐明本手册是是专门为甘肃靖远发电厂三期工程循环排污水超滤反渗入脱盐系统项目制定。1.1 项目概况:1.1.1 系统水源为:电厂循环排污水经预解决后水。1.1.2 设计水质:见附表1-11.1.3 解决水量:超滤 :每套 76m3/h,共4套,反渗入:每套100 m3/h,共2套1.1.4 设计水温:20 1.1.5 超滤系统性能保证值产水量: 76 m3/h (套)(20 ) SDI指数: 3 水回收率: 90
3、%1.1.6 反渗入系统性能保证值RO系统除盐率: 98%(运营一年内)97%(运营三年内)RO系统产水量: 100m3/h(套)(20 ) RO系统回收率: 75 %附表1-1超滤、反渗入装置进水水质估算表项 目单 位数 量项 目单 位数 量Na+ K+mmol/L5.95Cl-mmol/L4.55Ca2+mmol/L5.03SO42-mmol/L7.035Mg2+mmol/L3.42NO3-mmol/L0.35Fe3+mmol/L0.007NO2-mmol/L0.0035Cu2+mg/LHCO3-mmol/L2.5NH4+mmol/L0.14CO32-mmol/LR2O3mg/L12.25
4、阳离子mmol/L14.647阴离子mmol/L14.4385游离CO2mg/L42暂时硬度mmol/L2.5悬浮物mg/L 5永久硬度mmol/L5.95总溶解固形物mg/L1365全硬度mmol/L8.45全固形物mg/L1500活性 SiO2mg/L28耗氧量mg/L(Mn法)2.8胶体 SiO2mg/L14pH全硅SiO2mg/L421.2 流程概述本工程重要工艺流程:来水全自动浅层细砂自清洗过滤器弱酸阳离子互换器软水箱超滤给水泵超滤保安过滤器超滤装置超滤水箱反渗入给水泵反渗入保安过滤器反渗入反渗入水箱1.3 重要工艺设备描述1.3.1 预解决加药此环节重要作用是消除原水中具有悬浮物、
5、胶体、颗粒及细菌,以及在初级解决中也许形成藻类等微生物。涉及NaClO、PAC两个加药系统,分述如下:1.3.1.1 氧化剂(次氯酸钠)加药装置本系统中设立一套生水加氧化剂加药装置,通过投加一定量氧化剂NaClO(次氯酸钠),通过氧化性NaClO,破坏或抑制进水中有机物,保证后级设备出水中有足够量活性氯,减少超滤膜被生物污染也许性。为了达到以上目,普通需加入810ppm 有效氯,计量泵投药量是依照在线流量计输出信号进行自动调节。生水加氧化剂单元和超滤化学加强反洗加氧化剂集合在一套组架上。1.3.1.2 PAC(聚合氯化铝)加药装置该装置作用是为系统投加适量凝聚剂,将原水中悬浮物、有机物、胶体等
6、凝聚成大颗粒矾花,以便在预解决中更好去除。由于系统进水为循环水排放水,其中具有较高悬浮物、有机物和胶体等杂质,这些杂质往往有一定量同性电荷,它们互相排斥,难以自动汇集成大颗粒。PAC是长链高分子聚合物,在水中可形成带电荷Alx(OH)Y3X-Y长链多功能基团,具备压缩胶体双电层作用,同步对异性电荷也可以起到中和作用,并且每一种基团都可以吸附水中分散悬浮物、有机物、胶体等小颗粒杂质,使其凝聚成大颗粒矾花,以便通过沉淀后将其除去。为了增长水中杂质颗粒到达凝聚剂Alx(OH)Y3X-Y基团表面而被吸附机会,应恰当进行搅动混合,因而本系统PAC加入选取在自清洗过滤器进水母管上,且随后装设静态管道混合器
7、。1.3.2 超滤系统及其辅助系统1.3.2.1 超滤系统概述本系统预解决采用了先进超滤过滤技术。随着超滤膜制造技术提高和应用工艺不断完善,与老式工艺相比,其性能可靠、抗污染能力强、透水性强、占地面积小、操作简便、出水水质优秀、使用寿命长特点,超滤膜在水解决领域应用范畴逐渐受到青睐。反渗入系统重要特点是对进水水质规定较严格,重要反映在反渗入膜污堵指标淤泥密度指数SDI 值上。通过实践证明,只有在采用膜过滤技术前提下才有也许长期稳定保持SDI=2 状况,因此超滤过滤技术作为RO 预解决在国内外已得到越来越广泛应用。1.3.2.2 海德能公司超滤膜组件A.海德能超滤膜组件概述超滤设备中心某些为进口
8、超滤膜元件,本工艺采用美国海德能HYDRACAP60膜组件。该超滤膜由亲水性聚醚砜中空纤维构成,每一根超滤膜元件由上千根中空纤维构成纤维束,膜元件长度为1.6米,其有效过滤面积为46m2,截留分子量为100,000 道尔顿,原水是在中空纤维内部从一端流向另一端,而产水则是在原水流经膜过滤过程中逐渐由内壁向外壁透过(称为内压式)收集后从产水端排出。B.亲水性聚醚砜超滤膜长处:1) 机械强度好2) 抗污染能力强3) 亲水性强4) 可恢复性强,不易被堵塞,产水量不随时间下降5) 出水水质SDI 可不大于2.0 ,优于其他超滤膜C.超滤装置特性1) HYDRACAP60膜组件自带专用外壳,垂直排列,这
9、种布置装膜、换膜更容易,可以进行全流、错流或上下阶段进水,更换以便。2)膜元件内独特流量分派器保证液体在膜元件和压力容器整个长度方向均有效作用,保证流量分派均匀。3)带化学药物反洗,比停车清洗更易实现自动化,清洗效果更彻底,系统需停车时间更短。4)系统管路简朴,以便解决。D 超滤系统与老式工艺比较超滤系统与老式工艺(化学加药+多介质过滤器+活性碳过滤器)相比具备如下长处:*出水水质大幅度提高,可以去除绝大某些悬浮物及大分子有机物。普通超滤系统出水污染指数SDI=2 ,而老式预解决产水SDI5。*出水水质稳定,不随时间及进水水质变化而变化。*可有效去除原水中悬浮物、有机物及胶体等杂质,延长后级反
10、渗入系统使用寿命。*操作强度大大减轻,易实现全自动控制。*大大节约占地面积。1.3.2.3 超滤系统重要设备配备依照原水水质和水量规定,本系统设立4套净出力为76m3/h 超滤装置。每套超滤配备24根直径8”且1.7m 长膜组件,它们装在一组架上。依照超滤膜元件运营特性,本系统选用如下有关设备与超滤设备配套:(1)超滤保安过滤器精度为50m,去除大分子颗粒以免堵塞通道,该过滤器选用老式保安过滤器,每只过滤器内置4支PALLHFU620UY200J-20T大流量滤芯。(2) 超滤给水泵超滤给水泵给超滤提供过滤动力。本系统设计三台超滤给水泵,每台超滤给水泵流量150m3/h,扬程:0.30MPa,
11、每台超滤给水泵变频控制,自动依照超滤出水流量控制频率。(3)超滤反冲洗泵(变频控制) 超滤系统采用反冲洗办法来达到去除膜表面沉积污垢,该反洗方式在压力一定状况下,反洗开始时膜组件污堵最严重,反洗流量不高,随着时间增长反洗流量不断地增长,故若需保持反洗流量恒定,可采用变化水泵扬程方式,本反洗系统采用反洗泵变频控制方式,以达到调节反洗进水压力保持反洗进水流量恒定目,见图2。 图1反洗变频控制示意图超滤反冲洗泵提供34 倍正常运营流量能力反冲洗用水,4套UF 装置共用2 台变频反冲洗泵。每台反洗泵出力为反冲洗所需水量100% 。当进行常规反冲洗时1用1备,提供所需要反洗水流量和压力。当进行加药反冲洗
12、(即化学加强反洗)所需水量约为常规反冲洗水量50%。该水泵流量280m3/h,扬程0.20MPa。(4)热工仪表及程控系统每套UF 设备都配有相应流量变送器,压力变送器,共用系统PLC 控制系统。(5)化学加药增强反冲洗系统化学药剂直接加入至反冲洗母管中,再通过静态混合器混合后,进行化学反冲洗。化学反冲洗普通投加HCl(CEB1)和NaClO/NaOH(CEB2)。a) 盐酸(HCl) 盐酸投加量约为400mg/L。规定提供盐酸浓度31%。b)次氯酸钠溶液(NaClO)/氢氧化钠溶液(NaOH) 次氯酸钠溶液投加量约为200mg/L。规定提供浓度为812%。氢氧化钠溶液投加量约为500mg/L
13、。规定提供浓度为30%。化学药物实际加药量通过调试最后拟定,化学加强反洗方案中用量为设计值。1.3.2.4 超滤设备技术参数序号设备名称规 范数量1超滤设备Q=76m3/h ,每套含海德能公司生产HYDRACAP60膜组件24件,回收率904套2超滤膜组件海德能公司HYDRACAP60膜组件共96只型式内压式中空纤维膜型号HYDRACAP60膜元件有效面积46m2膜工作通量60-140L/ m2h反洗通量300-340L/ m2h膜内径/外径0.8/1.2mm最大进水压力0.50MPa反洗进水最大压力0.24MPa运营压差0.02-0.15 MPa3超滤给水泵PWT125-100-315 Q=
14、150m3/h P=0.30MPaPentair3台4超滤保安过滤器50m,DN7002台5超滤保安过滤器滤芯HFU620UY200J-20T,美国PALL16支6超滤反洗泵HZ150-315B Q=280m3/h P=0.20MPa 2台7超滤反洗水泵变频控制柜2台1.3.2.5 超滤设备运营参数和控制指标序号项目进水水质出水水质1水温5455452水压0.1-0.4MPa0.1-0.3MPa3浊度15NTU2NTU4SDI25残存氯0.01mg/l0.01mg/l6PH2-112-111.3.3 超滤产水储存与提高系统1.3.3.1 超滤水箱超滤产水带有一定压力,可以自行进入超滤水箱暂存。
15、超滤水箱用于贮存超滤设备产水,其目是为了保证反渗入供水水量稳定。1.3.3.1 反渗入给水泵反渗入给水泵作用是为反渗入系统提供稳定压力和水量。本系统中设立3台反渗入给水泵,其中2 用1 备,每台出力为133m3/h,扬程为40m,业主供货。1.3.4 反渗入给水加药系统1.3.4.1 NaHSO3(亚硫酸氢钠)加药装置NaHSO3作用是还原水中游离氯,防止游离氯氧化反渗入膜。1.3.4.2 阻垢剂加药装置阻垢剂加药装置作用是在通过预解决后原水进入反渗入系统前加入高效率专用阻垢剂,以防止反渗入浓水侧产生结垢。反渗入工作过程是原水在膜一侧从一端流向另一端,水分子透过膜表面,从原水侧到达另一侧,而无
16、机盐离子就留在本来一侧。随着原水流程逐渐增长,水分子不断从原水中取走,留在原水中含盐量逐渐增大,即原水逐渐得到浓缩,而最后成为浓水,从装置中排出。浓水受浓缩后各种离子浓度将成倍增长。自然水源中Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、HCO3-、SO42-、SiO2等倾向于产生结垢离子浓度积普通都不大于其平衡常数,因此不会有结垢浮现,但经浓缩后,各种离子浓度积均有也许大大超过平衡常数,因而会产生严重结垢。判断不结垢原则是:a)对于碳酸盐垢以朗格利尔指数(LSI)为基准;当LSI0时不结垢,LSI0时结垢;b)对于硫酸盐垢,是以饱和指数来拟定,水中阳、阴离子浓度积与饱和平衡常数比值即为饱和指数。当
17、饱和指数不大于1时不结垢,反之就会浮现结垢。推荐本系统选用进口复合阻垢剂Buckmen8802,它可以提高水中难溶物质饱和度,它重要具备如下功能:1)抑制析出作用;2)分散作用;3)晶格扭曲作用;4)络合伙用。采用该种阻垢剂后,详细阻垢能力体现如下:* LSI可以由负值提高至2.6* BaSO4饱和指数可达160倍* SrSO4饱和指数可达12倍 * CaF2饱和指数可达120倍 * SiO2饱和指数最大可达2倍此阻垢剂是非磷系有机复合物,排放之后,不会对自然水体产生富营养化影响,是绿色环保型产品。1.3.4.3 盐酸加药系统由于系统进水硬度、碱度和PH值较高,仅投加阻垢剂还不能较好防止反渗入
18、膜浓水端结垢趋势。因此,在投加阻垢剂同步,在向水中投加适量盐酸,使反渗入进水PH值降至7.0-7.5左右,这样,反渗入系统结垢趋势才得以更有效防止。1.3.5 反渗入本体系统本系统重要作用是把经预解决水进行膜分离脱盐。它涉及下列单元设备:* 5m保安过滤器* 高压泵* 反渗入本体装置* 反渗入清洗和冲洗系统1.3.5.1 5m保安过滤器5m保安过滤器作用是截留原水带来不不大于5m颗粒,以防止其进入反渗入系统。这种颗粒经高压泵加速后也许击穿反渗入膜组件,导致大量漏盐状况,同步划伤高压泵叶轮。过滤器中滤元为美国PALL公司大流量滤芯,当过滤器进出口压差不不大于设定值(普通为0.07MPa-0.1M
19、Pa)时,应当更换,其正常使用寿命为3-6个月。1.3.5.2 高压泵高压泵作用是为反渗入本体装置提供足够进水压力,保证反渗入膜正常运营。依照反渗入自身特性,需有一定推动力来克服渗入压等阻力,才干保证达到设计产水量。每套反渗入共选用2台GRUNDFOS公司CRN90-6立式高压泵,流量为75m3/h,扬程为130160m。该泵具备体积小、效率高、噪声低、维护量低、节约能量特点。1.3.5.3 反渗入本体装置反渗入本体装置是本系统中最重要脱盐装置,反渗入系统运用反渗入膜特性来除去水中绝大某些可溶性盐分、胶体、有机物及微生物。通过预解决后合格原水进入置于压力容器内膜组件,水分子和很少量小分子量有机
20、物通过膜层,经收集管道集中后,通往产水管再注入反渗入水箱。反之不能通过即浓水就排入地沟。系统进水、产水和浓水管道上都装有一系列控制阀门,监控仪表及程控操作系统,它们将保证设备能长期保质、保量地运营。本系统反渗入膜组件均采用DOW公司BW30-365FR低压抗污染复合膜,单根膜脱盐率达99.5%,每套配备138根BW30-365FR膜组件,分别安装在23根FRP压力容器内,成167排列,反渗入回收率按75%设计。1.3.5.4 反渗入清洗和冲洗清洗作用是依照反渗入膜运营污染状况,配制一定浓度特定清洗溶液,清除反渗入膜中污染物质,以恢复膜原有特性。无论预解决如何彻底,反渗入通过长期使用后,反渗入膜
21、表面仍会受到结垢污染。因此本系统设立一套公用反渗入清洗系统,当膜组件受到污染后,可进行化学清洗。它涉及一台5保安过滤器,一台清洗箱及一批配套仪表、阀门、管道等附件。冲洗作用是用反渗入产水置换反渗入膜中停机后滞留浓水,防止浓水侧亚稳态结垢物质浮现结垢,以保护反渗入膜。高压泵停机后,通过合格过滤水对反渗入膜进行低压冲洗。本系统中设立冲洗系统。1.3.5.5 反渗入设备一览表序号设备名称规 范数量1反渗入给水泵Q=135m3/h P=0.40MPa 业主供货3台2保安过滤器700mm Q=135m3/h2台3保安过滤器滤芯5m,HFU620UY060-2016支4高压泵CRN90-6 Q=70m3/
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